本发明公开了一种利用组合固体催化剂脱除异戊烷油中羧酸和烯烃的方法，包括如下步骤：将异戊烷油原料置于脱烯烃反应器中，在温度和压力条件下，自上而下分别通过两段反应区，反应后脱除羧酸和烯烃；两段反应区中按照异戊烷油原料的流动方向分别装填催化剂A和催化剂B，所述的催化剂A为经碱溶液处理的MgO吸附剂，所述的催化剂B为经磷钨酸和硝酸盐的混合溶液处理的Y分子筛催化剂。本发明采用固体酸和碱催化剂组合填装法，在非加氢条件下精制异戊烷油，具有工艺简单，成本低，操作方便的优点，可用于异戊烷发泡剂的工业生产。